תוכנית לימודים מקצוע מוביל – מדעי ההנדסה

מקצוע האלגוריתמיקה נמנה עם התחומים המרכיבים את הבחינה במקצוע המוביל של המגמה – מדעי ההנדסה. לימוד מקצוע האלגוריתמיקה נעשה בצורת מארג אחד המשלב איתו יחד את מקצוע האלקטרוניקה ואת התכנים באנלוגיות ובדילמות. המקצועות והתחומים קשורים זה לזה לאורך כל תקופת הלמידה. בהתייחסות לנושא הדילמות יש להדגיש פתרונות טכנולוגיים קיימים או אפשריים לדילמות הנלמדות. בבחינת הבגרות ישולבו בשאלות אלמנטים מהמקצועות ומהתחומים השונים הנלמדים.
שלא כלימוד האלגוריתמיקה במסגרת מגמות אחרות, ובעיקר במגמת מדעי המחשב, ההסתכלות מערכתית כוללת ומוכוונת משימות. יש להקדים כתיבת אלגוריתם לכתיבת כל תוכנה ולהבטיח שהתלמידים ידעו לקרוא ולהכין אלגוריתמים ולהשתמש בטבלאות מעקב.
מוקדי התוכנית הם התנסות בכתיבת אלגוריתמים וטבלאות מעקב והתנסות מול מחשב בכיתה י ומול מחשב ומיקרו בקר בכיתה יא.
לימוד המקצוע משלב בתוכו באופן מובהק ואינטגרלי גם התנסות בכתיבת אלגוריתמים והתנסות מול מחשב ומול מיקרו בקר – מהסיבות האלה:

1. ההתנסות חיונית להבנת החומר התאורטי המורכב.
2. ההתנסות מאפשרת הבנה של הרב-תחומיות והשילוב בין המקצועות.
3. ההתנסות מכינה את התלמידים להתמודדות המעשית עם פרויקט גמר רב-תחומי במסגרת טכנולוגיה מוכללת.

לימוד אלגוריתמיקה ייעשה באמצעות שפת פייתון. שפה זו הולכת ותופסת מקום מרכזי בשוק העבודה האזרחי והצבאי:

1. השפה מאפשרת ללמד באמצעותה את יסודות התכנות, אך היא גם עשירה בספריות מן המוכן המאפשרות אלגוריתמיקה ברמה גבוהה.
2. לשפה קיימת גרסת מיקרו-פייתון הפועלת על מיקרו בקרים, כוללת מחלקות של החומרה המשולבת ומאפשרת פיתוח תוכנה בעבורם.
3. שפת פייתון שונה בהתייחסותה לנתונים, לעומת השפות Java ו-C.לכן גישת ההוראה צריכה להיות שונה מזו שהייתה נהוגה עד כה.

מקצוע האלקטרוניקה נמנה עם התחומים המרכיבים את הבחינה במקצוע המוביל של המגמה – מדעי ההנדסה. לכן לימוד מקצוע האלקטרוניקה נעשה בצורת מארג אחד המשלב איתו יחד את מקצוע האלגוריתמיקה ואת התכנים באנלוגיות ובדילמות. המקצועות והתחומים קשורים זה לזה לאורך כל תקופת הלמידה.
בלימודי הדילמות יש להדגיש פתרונות טכנולוגיים קיימים או אפשריים לדילמות הנלמדות. גם השאלות בבחינת הבגרות ישלבו אלמנטים מהמקצועות ומהתחומים השונים הנלמדים.
שלא כלימוד האלקטרוניקה במסגרת מגמת אלקטרוניקה ומחשבים, בלימוד במסגרת זו אין ירידה לקרביים התאורטיים של מעגלים אלקטרונים בדידים אלא הסתכלות מערכתית כוללת. זו משלבת כמה מעגלים אלקטרוניים למערכת אלקטרונית אחת הנלמדת מקצה לקצה.
לימוד המקצוע משלב בתוכו באופן מובהק ואינטגרלי גם התנסות במעבדה מהסיבות האלה:

1. ההתנסות תורמת מאוד להבנת החומר התאורטי המורכב מאוד להבנה.
2. ההתנסות מכינה את התלמידים להתמודדות המעשית עם פרויקט הגמר במסגרת טכנולוגיה מוכללת.
3. ההתנסות בכיתה יא מאפשרת שילוב מיטבי של מקצוע האלקטרוניקה עם מקצוע האלגוריתמיקה באמצעות עבודה מעשית עם מערכות אלקטרוניות משולבות מיקרו-בקר.

כמו כן, יש לשלב בשעות העיוניות תרגילי חשיבה ותרגילי חישוב לפי הנושא הנלמד. יש לשים דגש על תרגילי חשיבה והבנה של העקרונות שבבסיס הנושאים הנלמדים.
הנושאים המפורטים בתוכנית הלימודים באלקטרוניקה הם נושאי חובה. רצף ההוראה נתון לשיקול דעתם של הרכזים או המורים.

החשיבה באנלוגיות והחשיבה על דילמות הן אבן יסוד של המקצוע המוביל של המגמה – מדעי ההנדסה. לכן לימוד חשיבה באנלוגיות וחשיבה על אודות דילמות נעשה בצורת מארג אחד המשלב איתו יחד את מקצועות האלגוריתמיקה והאלקטרוניקה. המקצועות ותחומי הדעת קשורים זה לזה לאורך כל תקופת הלמידה.
בלימודי הדילמות יש להדגיש פתרונות טכנולוגיים קיימים או אפשריים לדילמות הנלמדות. גם השאלות בבחינת הבגרות ישלבו אלמנטים מהמקצועות והתחומים השונים הנלמדים.
במסגרת לימודי אלקטרוניקה ואלגוריתמיקה יש להזכיר כל אנלוגיה מבלי להיכנס לפרטים. אם יש אנלוגיה מתמטית יש להציג ולהסביר אותה. יש להציג מגבלות כל אנלוגיה – הדומה והשונה.
היעד הוא שהתלמידים יעשו שימוש באנלוגיות בלימודיהם במגמה בכלל, ובפרויקטים בטכנולוגיה מוכללת בפרט.
חובה לעסוק באנלוגיית הבקרה בכל הזדמנות – בקרה במערכות טכנולוגיות ובמערכות ביולוגיות. לשם כך אפשר להיעזר בפרק 8 בספר הנדסה ביו-רפואית. נוסף על כך, יש לבחור עשרה נושאים באלקטרוניקה ועשרה נושאים באלגוריתמיקה וללמדם לפי הנושאים הנלמדים בתוכנית הלימודים.
אנלוגיות מתמטיות ישולבו אינטגרלית בלימודי האלגוריתמיקה והאלקטרוניקה כנושא נפרד או יילמדו במסגרת שיעור נפרד, שעה לכל הפחות בשבוע בכיתה יא.
בשיעור זה ייעשה שימוש מרובה ככל האפשר בדוגמאות שהוזכרו בכיתה י ומוזכרות בכיתה יא בשיעורי האלקטרוניקה והאלגוריתמיקה.
בשאלות הבגרות יושם פחות דגש על טכניקה מתמטית. הדגש יהיה על חשיבה מתמטית – שימושיות החשיבה המתמטית ושימושיות האנלוגיה. פתרת סעיף ראשון והבנת את האנלוגיה – הסעיף הבא ייפתר בקלות.
דילמות
כל שיעורי הדילמות יילמדו במסגרת השיעורים באלקטרוניקה, באלגוריתמיקה ובתת-התמחויות בכיתות י-יא.
הדגש הוא על פתרונות טכנולוגיים לבעיות בהתחשב במשתמשים ובסביבה.
שאלת הבגרות לא תהיה שאלת אוריינות כבעבר אלא תבחן הכרת פתרונות אלה ויישומם לבעיות שלא נלמדו.
רשימת הנושאים מפורטת בגוף תוכניות הלימודים באלקטרוניקה, באלגוריתמיקה ובתת התמחויות – חלל, מערכות אוטונומיות וחישת הסביבה, ביו-הנדסה: מדע ויישומים, כפי שרלוונטי לחומר במקצועות אלה.